Giấc mơ biến sao Hỏa thành Trái Đất thứ hai của Elon Musk vấp rào cản sinh tử

Tuy nhiên, các nhà khoa học cảnh báo rằng hành trình này không chỉ đối mặt với những thách thức công nghệ khổng lồ, mà còn đặt ra câu hỏi về sự sống, đạo đức và quyền khai phá những thế giới khác trong vũ trụ.

Liệu con người có thực sự đến được sao Hoả, sinh tồn tại đó trong thời gian dài và biến hành tinh này thành một thế giới có thể sinh sống? Quan trọng hơn, chúng ta có nên thực hiện tham vọng ấy hay không?

Elon Musk tham vọng biến sao Hỏa thành Trái Đất thứ hai. Ảnh: Shutterstock/NASA/Business Insider

Để tìm câu trả lời, cần nhìn vào những trở ngại khoa học, kỹ thuật và đạo đức mà kế hoạch thuộc địa hóa sao Hỏa phải đối mặt.

David A. Weintraub, Giáo sư thiên văn học tại Đại học Vanderbilt, Mỹ, là tác giả cuốn sách On Mars: What to Know Before We Go (tạm dịch: Sao Hoả – Những điều cần biết trước khi lên đường).

Trong tác phẩm này, ông phân tích những khó khăn mà nhân loại phải vượt qua trước khi có thể đưa con người đến Hành tinh Đỏ.

Vì sao sao Hỏa hấp dẫn con người hơn các hành tinh khác?

Theo Giáo sư Weintraub, sức hút của sao Hỏa đối với nhân loại bắt nguồn từ những đặc điểm tương đồng với Trái Đất mà các nhà thiên văn học phát hiện từ rất sớm.

Ngay từ những ngày đầu kính thiên văn được phát minh, các nhà khoa học đã nhận thấy sao Hoả có chu kỳ tự quay gần giống Trái Đất.

Một ngày trên hành tinh này dài hơn 24 giờ một chút. Vài thập kỷ sau, họ phát hiện sao Hỏa có các chỏm băng ở hai cực và trải qua những mùa khác nhau.

Do một năm trên sao Hỏa dài hơn năm Trái Đất, các mùa tại đây cũng kéo dài hơn. Trục quay của sao Hỏa có độ nghiêng tương đối giống Trái Đất.

Đây còn là hành tinh đá, có bề mặt rắn và một lớp khí quyển mỏng.

Tập hợp những đặc điểm ấy khiến sao Hỏa trở thành hành tinh có nhiều nét tương đồng với Trái Đất nhất trong số các hành tinh thuộc Hệ Mặt Trời, dù điều đó không đồng nghĩa môi trường nơi đây thích hợp cho con người sinh sống.

Khoảng cách tương đối gần cũng giúp các nhà thiên văn học thời kỳ đầu quan sát sao Hỏa thuận lợi hơn nhiều hành tinh khác.

Sao Kim nằm tương đối gần Trái Đất nhưng bị bao phủ bởi những đám mây dày đặc, khiến việc quan sát trực tiếp bề mặt trở nên vô cùng khó khăn.

Trong khi đó, sao Mộc và sao Thổ ở xa hơn đáng kể. Sao Hoả vì thế trở thành mục tiêu lý tưởng để giới khoa học tìm hiểu về một thế giới có khả năng mang những đặc điểm giống hành tinh quê nhà.

Đưa con người lên sao Hỏa không khó bằng giữ họ sống sót

Theo Weintraub, trở ngại lớn nhất của các sứ mệnh có người lái không đơn thuần là chế tạo tên lửa đủ mạnh để đưa phi hành gia đến sao Hỏa.

Vấn đề phức tạp hơn nằm ở việc tích hợp đầy đủ hệ thống hỗ trợ sự sống, nguồn thực phẩm, oxy và các thiết bị cần thiết để duy trì sức khỏe con người trong suốt hành trình.

Nhân loại đã có nhiều kinh nghiệm phóng tàu vũ trụ đến sao Hỏa, mang theo xe tự hành và các thiết bị nghiên cứu.

Tuy nhiên, những phương tiện này không cần duy trì sự sống cho con người nên có yêu cầu kỹ thuật khác xa tàu chở phi hành gia.

Sao Hỏa có khí quyển rất mỏng và không sở hữu từ trường toàn cầu mạnh như Trái Đất. Ảnh minh hoạ: Skyatnightmagazine

Một tên lửa lớn hơn có thể giải quyết phần nào bài toán vận chuyển, nhưng chưa đủ để bảo đảm thành công.

Theo Giáo sư Weintraub, tên lửa không nhất thiết phải lớn hơn nhiều so với Saturn V, phương tiện từng đưa các phi hành gia Mỹ lên Mặt Trăng. Điều quan trọng là hệ thống phải đủ năng lực đưa người cùng các thiết bị thiết yếu đi xa hơn và trở về an toàn.

Khó khăn thực sự bắt đầu khi phi hành gia phải sống trong môi trường khắc nghiệt suốt nhiều tháng, sau đó tiếp tục tồn tại trên sao Hoả trong thời gian dài.

Một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất là bức xạ vũ trụ. Những đợt bùng phát năng lượng từ Mặt Trời có thể phát ra lượng bức xạ nguy hiểm, trong khi các tàu vũ trụ hiện chưa có giải pháp bảo vệ con người một cách toàn diện trước những sự kiện cực đoan như vậy.

Bề mặt sao Hỏa cũng không an toàn hơn đáng kể so với môi trường không gian xung quanh hành tinh này.

Sao Hỏa có khí quyển rất mỏng và không sở hữu từ trường toàn cầu mạnh như Trái Đất để tạo ra lớp bảo vệ tương đương trước các hạt năng lượng cao.

Điều đó đồng nghĩa những người định cư phải tìm cách chống bức xạ trong thời gian dài, thay vì chỉ vượt qua một chuyến bay ngắn.

Dù nhiều nghiên cứu đang được tiến hành, công nghệ bảo vệ con người trước môi trường bức xạ khắc nghiệt vẫn là bài toán chưa có lời giải hoàn chỉnh.

Có thể trồng lương thực và xây dựng căn cứ trên sao Hỏa?

Nếu vượt qua được những thách thức về vận chuyển và an toàn, bước tiếp theo là xây dựng hệ thống giúp con người tự duy trì sự sống trên Hành tinh Đỏ.

Giáo sư Weintraub cho rằng việc trồng cây trên sao Hoả có thể thực hiện được về mặt nguyên tắc. Bộ phim khoa học viễn tưởng The Martian từng mô tả một phương án giàu tính sáng tạo, trong đó nhân vật chính trồng khoai tây để duy trì sự sống khi bị mắc kẹt trên hành tinh này.

Trên thực tế, các nhà khoa học đã tiến hành những thí nghiệm trồng cây trong môi trường không gian, bao gồm trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).

Một số nghiên cứu cũng tìm cách sử dụng vật liệu mô phỏng đất sao Hỏa để xác định khả năng canh tác ngoài Trái Đất.

Sao Hỏa có một số nguồn tài nguyên cần thiết cho thực vật, gồm ánh sáng Mặt Trời, carbon dioxide và nước tồn tại dưới nhiều dạng, trong đó có băng.

Nếu có thể khai thác nước, điều chỉnh môi trường và cung cấp đầy đủ chất dinh dưỡng, việc trồng cây trong các khu nhà kính kín là một triển vọng đáng nghiên cứu.

Các căn cứ tương lai có thể được thiết kế thành những khu nhà ở có khả năng kiểm soát áp suất, nhiệt độ và thành phần không khí.

Bên trong, con người có thể sử dụng đèn trồng cây chuyên dụng, hệ thống tái chế nước và các phương pháp sản xuất đất trồng nhân tạo.

Tuy nhiên, khả năng trồng được cây không đồng nghĩa có thể cung cấp đủ thực phẩm cho cả một cộng đồng.

Những câu hỏi lớn vẫn chưa có lời giải là cần bao nhiêu diện tích canh tác, mất bao lâu để tạo ra sản lượng ổn định và làm thế nào duy trì nguồn cung trong trường hợp hệ thống gặp sự cố.

Việc sản xuất năng lượng, khai thác nước và tái chế chất thải cũng phải hoạt động liên tục. Một thuộc địa không thể phụ thuộc hoàn toàn vào các chuyến hàng tiếp tế từ Trái Đất nếu mục tiêu là tồn tại độc lập trong nhiều năm.

Thuộc địa hóa sao Hỏa: Bài toán đạo đức không thể bỏ qua

Bên cạnh những thách thức kỹ thuật, Weintraub cho rằng tham vọng của Elon Musk còn đặt ra hai vấn đề đạo đức quan trọng.

Thứ nhất là trách nhiệm đối với những người được đưa đến sao Hoả. Nếu chưa có khả năng bảo đảm an toàn và duy trì sự sống cho phi hành gia, việc đưa họ vào một môi trường có nguy cơ tử vong cao sẽ trở thành quyết định gây tranh cãi nghiêm trọng.

Giáo sư ngành Thiên văn học David A. Weintraub (Đại học Vanderbilt - Steve Green)Ảnh: Mark Stevenson/Stocktrek Images

Theo ông, nếu con người có thể sống sót và trở về Trái Đất an toàn, câu chuyện sẽ khác. Nhưng nếu một sứ mệnh được triển khai trong khi khả năng duy trì sự sống vẫn rất thấp, đó không còn đơn thuần là cuộc thám hiểm khoa học mà còn là vấn đề về trách nhiệm của những người tổ chức.

Vấn đề thứ hai là nguy cơ làm ô nhiễm sao Hỏa bằng vi sinh vật và vật chất sinh học từ Trái Đất.

Khi con người đặt chân lên hành tinh này, đưa thực phẩm, thiết bị và các hệ thống sinh học xuống bề mặt, nguy cơ mang theo vi khuẩn hoặc những dạng vật chất có khả năng gây nhiễm bẩn sẽ tăng lên.

Nếu sao Hỏa hoàn toàn vô sinh, tác động này có thể ít nghiêm trọng hơn về mặt bảo vệ sự sống bản địa.

Nhưng nếu trên hành tinh tồn tại sinh vật bản địa, dù chỉ ở dạng vi sinh vật, sự hiện diện của con người có thể làm thay đổi môi trường sống hoặc phá hủy những hệ sinh thái chưa từng được biết đến.

Biến sao Hỏa thành Trái Đất thứ hai vẫn rất xa vời

Nếu cuối cùng có thể đặt chân lên sao Hoả, nhiệm vụ quan trọng nhất của những người tiên phong sẽ là chứng minh con người có khả năng sống trên một hành tinh khác.

Họ phải học cách trồng lương thực, sản xuất năng lượng, tìm kiếm và khai thác nước, đồng thời xây dựng các hệ thống hỗ trợ sự sống có thể hoạt động ổn định trong thời gian dài.

Sau đó, một mục tiêu tham vọng hơn có thể được đặt ra: địa khai hóa, tức biến đổi môi trường sao Hỏa để hành tinh này trở nên phù hợp hơn với con người.

Hiện nay, khí quyển sao Hỏa chủ yếu gồm carbon dioxide. Đây là thành phần cần thiết đối với quá trình quang hợp của thực vật, nhưng con người không thể hít thở trực tiếp bầu khí quyển này.

Nếu không muốn sống vĩnh viễn trong những khu nhà kín hoặc các hệ thống bảo vệ áp suất, nhân loại sẽ phải tìm cách thay đổi sâu sắc môi trường hành tinh.

Tuy nhiên, địa khai hóa sao Hỏa không chỉ đòi hỏi công nghệ vượt xa năng lực hiện tại mà còn cần những nguồn năng lượng và tài nguyên khổng lồ.

Chưa có bằng chứng cho thấy con người có thể sớm biến hành tinh này thành một thế giới có bầu khí quyển và điều kiện sống tương tự Trái Đất.

Ngoài mục tiêu định cư, sao Hoả còn sở hữu các nguồn khoáng sản có thể thu hút sự quan tâm của nhiều quốc gia và doanh nghiệp.

Việc khai thác những tài nguyên này trong tương lai có thể mở ra cơ hội kinh tế mới, nhưng cũng làm nảy sinh câu hỏi về quyền sở hữu, phân chia lợi ích và trách nhiệm bảo vệ môi trường ngoài Trái Đất.

(Theo Space, BBCSkyatnightmagazine, iflscience)